给探测器装上国产“眼睛”(科技视点·以科技创新引领产业创新)(2)
王贻芳团队查询资料,参加各种会议,访问了许多研究所和企业,寻求合作。但这样一个新颖的设计,却多次被洽谈合作的企业拒绝,理由五花八门。要么是“任务太忙”,要么是“没听说过,这一点儿都不靠谱”。
最终,经过多次寻找和洽谈,王贻芳团队与一家研究所达成了合作意向。
开启联合攻关
科研人员驻扎到工厂,甚至把实验室的设备也搬到了现场
然而,事情并不顺利。过了3年时间,这项合作以失败告终。
“我们做出来的样管光子探测效率只达到5%,与30%的要求还相差很远。”王贻芳说。
仔细复盘和分析后,王贻芳团队认为,“不是设计思路不行,基本原理都已得到验证,主要还是制作工艺不行。”找到关键问题后,他们又开始了新一轮的尝试。
幸运的是,之前因为任务太忙没能合作成功的一家企业——北方夜视技术股份有限公司(现为北方夜视科技(南京)研究院有限公司,以下简称“北方夜视”)又表示愿意来试一试。
“这家企业有微通道板的生产经验,虽然他们没有做过光电倍增管,但他们有意愿和能力做这件事情。”王贻芳说,“我觉得这一点非常重要,关键是你是不是真的下决心愿意做一件前人没有做过的事情。”
与此同时,王贻芳听从专家建议引进了刘术林。刘术林在微通道板领域有着非常深厚的理论功底和技术积累,对相关产业界也十分熟悉,是国内这方面的顶级专家。
2011年底,由中国科学院高能物理研究所牵头,北方夜视、中国科学院西安光学精密机械研究所、中核控制系统股份有限公司和南京大学等单位组成的光电倍增管产学研合作组正式成立。合作组建立了全新的合作模式,制定了章程,并预先讨论了未来如何确定成果和收益分配比例,以避免可能产生的争议,同时鼓励大家全力以赴,将来以贡献论分配。
20英寸光电倍增管的研制,充满着挑战和不确定性。新的设计究竟能不能实现设想中的理想性能,只有努力了才知道。
接下来的几年里,科研院所的科研人员与企业技术人员、工人密切合作,攻克了高量子效率的光阴极制备、微通道板及其组件制备与处理、低放射性本底无钾大尺寸玻壳研制等多个技术难题。
据钱森回忆,当时中国科学院高能物理研究所小组把能调动的资源都调动起来,科研人员驻扎到工厂,甚至把北京实验室的设备也搬到了南京和西安的生产现场。
“工厂工人一边做样品,科研人员就一边在现场进行中间环节的测试,然后通过数据告诉他们哪个环节有问题,哪个方向值得改进,哪个工艺可能会更好。”钱森说,“这种紧密的合作方式,促使我们高效率解决了很多难题。”
历经4年艰苦卓绝的攻关,第一个20英寸样管终于研制成功。这期间,合作组先后召开39次会议,进行了8次联合攻关,完成了150多个研制阶段的报告。
王贻芳说:“最终样管光子探测效率达到了27%,距离30%的要求仅差3%。”
向产业化推进
实现批量化生产,并不断开发新的光电倍增管产品,应用到更为广阔的领域
此时,新的问题又来了。
达到要求的样管只是样管而已,关键是企业有没有能力进行批量生产,能不能把上万只20英寸的光电倍增管按时且保质保量做出来?
2015年底,拿到订单的北方夜视就立即行动了起来。
北方夜视总经理孙建宁说:“公司2016年开始生产线建设,几个月就建好了,其中的生产设备都是我们自主研发找厂家定制的。”
功夫不负有心人。2020年9月7日,北方夜视承担的订单任务按时完成,全部发货到位于广东的江门中微子实验光电倍增管测试现场。